制冷与热泵论文太阳能热泵系统的研究及应用.docx

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制冷与热泵论文太阳能热泵系统的研究及应用

太阳能热泵系统的研究及应用

[摘要]本文综述了太阳能热泵在国内外的研究现状，针对太阳能热泵的中关键技术的研究进行了简要介绍，列举了一些有关太阳能热泵技术的研究及应用成果并阐述了太阳能热泵的应用前景。

[关键词]太阳能热泵；工质；压缩机；集热；蓄热；应用

1.引言

太阳能热泵系统,是指利用太阳辐照的热量来作为热泵热源的热泵系统,在太阳能热泵中,太阳能技术和热泵技术相结合,弥补了两种系统各自的缺点,并以其节能、高效等诸多优点引起了人们的注意。

对系统的探讨较早开始于20世纪50年代[1]。

但对系统的广泛深入研究,是从70年代的能源危机之后开始的。

日本、美国、瑞典、澳大利亚等发达国家自上世纪中叶就开始对太阳能热泵进行研究与开发,实施了多项太阳能热泵示范工程,取得了一定的经济效益和社会效益我国对太阳能热泵的研究虽然起步较晚,但这几年所进行的理论与实验研究,都取得了一定成果,为今后商业化发展提供了一定基础。

2.太阳能热泵系统研究进展

太阳能热泵系统的工作原理[2]如图1所示:

工质在蒸发器内吸热后变为低温低压过热蒸汽,在压缩机中经过绝热压缩变为高温高压气体,再经冷凝器定压冷凝为高压中温的液体,放出工质的气化热,与冷凝水进行热交换,使冷凝水被加热为热水,供用户使用;液态工质再经过膨胀阀绝热节流后变为低温低压气液两相混合物,并回到蒸发器定压吸收低温热源热量,蒸发变为过热蒸汽;如此形成一个完整的循环过程。

整个系统主要由太阳能集热器、压缩机、蒸发器、冷凝器、蓄热器等组成。

根据太阳能集热器与热泵的组合形式,太阳能热泵可分为直膨式和非直膨式;太阳能热泵系统的关键技术主要包括系统的结构形式、循环工质的选择、压缩机选择、集热和蓄热部分的设计等，下文将对这些关键技术的研究情况进行介绍。

图1太阳能热泵系统工作原理

2.1太阳能热泵系统的结构形式

2.1.1直膨式太阳能热泵系统

直膨式太阳能热泵系统把太阳能集热器和热泵蒸发器结合成一体,太阳辐照的能量直接作为热泵的热源，循环工质在太阳能集热/蒸发器中直接吸热蒸发,节省了非直膨式系统中集热循环与热泵循环之间的换热设备,不仅简化了系统结构,而且可以有效提高集热器性能和热泵供热性能。

下面以直膨式太阳能热泵热水器为例，对该系统进行简要的分析说明。

图2是直膨式太阳能热泵热水器的原理图[3]，图3是太阳能热泵热水器实验样机实物照片。

系统的主要参数见表1[4]。

除了太阳能集热/蒸发器（下文简称“集热板”）系统的其余部件与常规的热泵系统完全相同，所以它极具小型化和产品实用化发展潜力，制冷剂作为太阳能集热介质直接在集热板中吸热蒸发，然后通过热泵循环将冷凝器放给水箱内被加热的水。

图2直膨式太阳能热泵热水器原理图

图3实验样机实际安装情况

C.压缩箱HWT.生活热水箱EV.膨胀阀SCE.集热板

AM.气液分离器SRM.太阳能总辐射表

直膨式太阳能热泵热水器性能的主要评价指标为供热性能系数COP和集热板的集热效率ηc，它们分别定义如下

COP==

（1）

ηc=

=

（2）

对实验测得的数据进行分析，择取4组环境温度接近、太阳辐射强度不同的实验数据,将热水瞬时温度和系统瞬时平均供热性能系数随运行时间的变化关系绘于图4，集热板的集热效率随太阳辐射强度的变化规律绘于图5

图4太阳能热泵热水器在不同太阳辐射强度下的性能

图5集热板集热效率的瞬态特性

由图4（a）可见,热水温升曲线的斜率随太阳辐射强度的增加而增加.由图4（b）可以看出,在环境温度相接近的情况下,热泵热水器的COP随太阳辐射强度的增大而增大。

同时，该实验样机在环境温度均值20.6℃、太阳辐射强度均值955w/m2的室外气象条件下，将150升水从13.4℃加热到50.5℃只需要4分，,热泵COP达到6.61，即使在环境温度为17.1℃的雨夜,热泵COP仍能够达到3.11；而由图5可见，太阳能热泵热水器的集热板同时也作为热泵的蒸发器，集热效率较高，可以接近甚至超过1.0。

由此可见，直膨式太阳能热泵系统具有较高的供热性能和集热性能[4]。

2.1.2非直膨式太阳能热泵系统

在非直膨式太阳能热泵系统中,太阳能集热器与热泵蒸发器分立,通过集热介质在集热器中吸收太阳能,并在蒸发器中与循环工质进行换热。

非直膨式太阳能热泵系统研究的关键是提高系统的热性能和经济性。

根据太阳能集热系统与热泵的连接形式，非直膨式太阳能热泵系统可以分为串联式（见图6）、并联式（见图7）、混联式（见图8）[5]。

图6非直膨串联式太阳能热泵系统

图7非直膨并联式太阳能热泵系统

图8非直膨混联式太阳能热泵系统

在以下假设条件下对不同类型太阳能热泵系统进行热力性能分析：

低温环境（传统太阳能直接供暖系统不开启），系统稳定运行；工质压缩过程为等熵压缩，膨胀阀前、后工质比熵相等；工质在蒸发和冷凝过程中没有压力损失；集热器温度高于环境温度。

非直膨并联式、非直膨混联式太阳能热泵系统的压力一比焓（P—h）图见图9、图10。

由图9可知，在非直膨并联式太阳能热泵系统中，由于太阳能直接供暖系统不开启，只剩下空气源热泵，从冷凝器出来的工质分为两路，主路的工质进入节能器，辅路的工质经膨胀阀节流降压（4—6）后也进入节能器。

这两部分工质在节能器中换热后，辅路的工质变为气体后被压缩机的辅助进气口吸入，主路的工质变为过冷液体，经膨胀阀降压（5—7）后进入蒸发器。

在蒸发器中气化（7—1）后被压缩机吸气口吸入。

主路和辅路的工质在压缩机工作腔内混合，再进一步压缩后排出压缩机外（1，2—3），最后进入冷凝器。

由图10可知，非直膨混联式太阳能热泵系统循环为空气源热泵循环（1—2—3—4）与非直膨串联式太阳能热泵系统循环（1—2—3—4）的叠加。

图9非直膨并联式太阳能热泵系统的压力—比焓图

图10非直膨混联式太阳能热泵系统的压力—比焓图

以非直膨并联式太阳能热泵系统为例，其制热性能系数COP的计算式为：

COP=

式中h3—非直膨并联式太阳能热泵系统中压缩机出口工质比焓，KJ/Kg

h4—非直膨并联式太阳能热栗系统中冷凝器出口工质比焓，KJ/Kg

h2—非直膨并联式太阳能热栗系统中辅路压缩机入口工质比焓，KJ/Kg

—辅路工质流量与工质总流量之比

h1—非直膨并联式太阳能热泵系统中主路工质膨胀后工质比焓，KJ/Kg

2.1.3直膨式与非直膨式太阳能热泵系统的比较

直接膨胀式太阳能热泵系统中工质直接在集热器/蒸发器内膨胀吸热,既可以吸收太阳辐射能也可以吸收周围空气中的热能,大大提高了系统在不同工况下连续运行的可靠性和稳定性。

对太阳能系统来说集热器表面温度越低，越有利于提高太阳能集热器的效率;相反,对热泵系统来说蒸发器表面温度越高,越有利于提高热泵循环的效率和减少结霜现象。

由于直膨式太阳能热泵系统集热器管道中流动的是制冷剂而非水,可有效避免冬季的冻管问题。

应该注意到,直膨式太阳能热泵在应用中存在系统优化配比、与建筑一体化、投资经济性等一系列问题。

非直膨式太阳能热泵系统具有形式多样、布置灵活、应用范围广、适于集中,但其结构形式较直膨式太阳能热泵系统复杂。

因此,选择太阳能热泵系统结构形式时应该综合考虑工况、系统性能和经济性等因素合理地进行选择。

2.2太阳能热泵系统中循环工质的选择

热泵运行性能的好坏一定程度上取决于循环工质的特性，选择选择合适的热泵工质对于改善热泵的性能相当重要，下面结合直膨式太阳能热泵热水器中不同工质性能的分析，对太阳能热泵系统循环工质的选择做简要说明。

2.2.1系统模型

直膨式太阳能热泵热水器与空气源热泵热水器相比，除了太阳能集热器外，其余部件均相同，系统结构如图11[6]所示热泵工质作为集热介质在集热器内部直接吸收太阳辐射热而蒸发，经过压缩机压缩，由冷凝器将热量释放给蓄热水箱，然后经膨胀阀节流降压后返回集热器。

图11直膨式太阳能热水器示意图

R22是热泵热水器中广泛使用的一种工质，但其排放会破坏臭氧层并引起温室效应。

目前，R22的替代工质主要有R410A、R407C、R134A和R290等，这些替代工质的臭氧衰减指数ODP均为0，而除R290的温室指数GWP接近于0外，其余替代工质的GWP基本属于中等范围。

R22及各替代工质的性质如表2所示[7]。

表26种制冷剂性质对照表

分别采用R22、R410A和R290作为系统工质，同样利用集热器的集热效率η和供热性能系数COP作为评价指标，模拟研究环境参数和运行参数对3种工质的热泵系统性能影响并进行对比分析。

2.2.2结果与分析

过程中，3种热泵工质的直膨式太阳能热泵热水器结构参数相同，设定太阳辐射强度为750W/m2，环境温度为25.7℃，环境风速为3.0m/s，蓄热水箱内部水初温和终温分别为20.5℃和50.0℃，集热器出口过热度为5.0℃，时间步长设定为1min。

为便于分析，在系统模拟过程中，仅改变某一参数值，其余参数值保持不变。

通过对所得数据的处理分析可得到在不同环境参数及运行参数下不同工质对系统性能的影响，如图12~17所示[7]

图12不同太阳辐射强度下系统性能比较

从图12可以看出，不同太阳辐射强度下，系统使用R290的COP明显高于R22和R410A，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的η略高于R22和R290系统；Qw的大小为R410A>R290>R22，另外当I从300W/m2增大到800W/m2的过程中，R22、R410A和R290系统的COP分别增加了29.8%、36.9%和55%，因此R290系统的COP随I的变化大于R22和R410A。

图13不同环境温度下系统性能的比较

从图13可以看出，不同环境温度下，系统使用R290的COP明显高于R22和R290，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的η略高于R22和R290系统；Qw的大小为R410A>R290>R22，另外当ta从5℃增大到35℃的过程中，R22、R410A和R290系统的COP分别增加了31.8%、48.4%和70.3%，因此R290系统的COP随ta的变化大于R22和R410A。

图14不同室外风速下系统性能的比较（ta=5℃）

从图14可以看出，随着风速的增加，系统使用R290的COP明显高于R22和R290，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的η略高于R22和R290系统；Qw的大小为R410A>R290>R22，另外当uw从1m/s增大到8m/s的过程中，R22、R410A和R290系统的COP分别减少了5.8%、1.8%和11.5%，因此当ta=5℃时，R290系统的COP随uw的变化大于R22和R410A。

图15不同压缩机转速下系统性能的比较

从图15可以看到，随着压缩机转速的变化，系统使用R290的COP明显高于R22和R290，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的η略高于R22和R290系统；Qw的大小为R410A>R290>R22，另外当n从1000r/min增大到4500r/min的过程中，R22、R410A和R290系统的COP分别降低了65.5%、75.6%和57.8%，因此压缩机的转速增加会导致COP大幅降低，不利于系统运行经济性，n的变化对3种系统性能影响的程度为R410A>R22>R290。

图16不同水箱水温下系统性能的比较

从图16可以看出，随着压缩机转速的变化，系统使用R290的COP明显高于R22和R290，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的η略高于R22和R290系统；Qw的大小为R410A>R290>R22，另外当tw从20℃增大到50℃的过程中，R22、R410A和R290系统的COP分别降低了50.8%、57.9%和70.8%，因此tw增加同样会导致COP大幅降低，不利于系统运行经济性，R290随tw的变化大于R410A和R22。

图17不同充注量下系统性能的比较

从图中可以看出R290系统的充注量明显低于R22和R410A系统，在对应的最佳充注量范围内系统使用R290的COP明显高于R22和R290，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的η最大，R22和R290系统η相当；Qw的大小为R410A>R290>R22。

通过以上数据的分析，我们可以得到如下结论[7]：

（1）在不同环境参数和运行参数的工况下，R290系统COP值明显高于R22和R410A，而R22和R410A的COP值基本相同；R410A系统的制热功率和集热器集热效率略高于R22和R290系统。

（2）太阳辐射强度和环境温度的增加均可提高系统COP值，环境参数对R290系统的影响程度大于R22和R410A。

（3）运行参数对系统性能的影响较明显。

压缩机转速的变化对R410系统影响显著，而水箱水温的变化对R290系统影响较大。

（4）R290系统的工质充注量明显低于R22和R410A系统。

R410A系统最佳充注量约为R22系统的46%；R410A系统最佳充注量约为R22系统的95%。

对于循环工质的选择，应该注意的是,优选工质时应综合考虑压比、工质热物性、工质化学稳定性和热稳定性、系统性能要求、与压缩机的匹配、环保性等多方面因素进行优化筛选。

2.3太阳能热泵系统压缩机选择

太阳能热泵系统所选择的压缩机种类会对热泵系统产生重要影响。

通常活塞压缩机能够更好地适应高压差和低环境温度,而回转压缩机（如涡旋压缩机）低温工作时通常无法满足系统的制热要求,因此系统中需要设置电加热器,设置电加热器看似会导致系统复杂,不如直接采用能耐受恶劣工况的活塞压缩机;但通常活塞压缩机的性能系数比涡旋压缩机低,而且其价格也较高,这会导致系统运行费用增加[8]。

西安交通大学的胡伟针对太阳能热泵中央热水系统设计了两种方案，第一种是采用美优乐MT60活塞压缩机，系统中不设置电加热装置,第二种方案采用谷轮ZR61KC涡旋压缩机,同时配用36kW电加热装置。

在西安地区研究了一年内热泵系统的特性。

2.3.1系统模型及压缩机性能曲线

如图18所示[8]，热泵辅助太阳能中央热水系统采用非直膨并联式，同时压缩机部分分别采用MT60活塞压缩机和谷轮ZR61KC涡旋压缩机。

图18热泵辅助太阳能中央热水系统流程图

图19和图20是根据产品手册数据所拟合的两种压缩机性能曲线,从图中可以看出,两种压缩机的制热量基本相当（MT60由于排量略大,因此制热量略高）,因此具有一定的可比性;从图中还可以发现MT60由于是活塞压缩机,随着压差增加,其容积系数下降很大,因此其制热量随着蒸发和冷凝温度变化较ZR61大,同时其功耗的变化也比涡旋压缩机剧烈。

通过简单的计算比较可以发现,涡旋压缩机在所有的工况下的制热系数都比活塞压缩机高很多。

图19MT60压缩机性能曲线

图20ZR61压缩机性能曲线

2.3.2基本假设及模拟结果分析[8]

为了研究简化,不考虑太阳能子单元对系统的影响,仅研究压缩机对热泵单元的影响,故此做出以下假设:

（1）每天上午8点,水箱上满冷水,同时每天加热得到的55℃热水可在当天使用完,加热时不使用水箱中的水；

（2）热泵开启后,水箱温度时刻都在变化,因此冷凝温度也会改变,本文认为冷凝温度和水箱水温保持恒定的温差,同时每10min计算一次各部分温度变化关系,即10min内认为水温、气温、蒸发和冷凝温度等恒定；

（3）热泵过热度和过冷度恒定,同时风机和水泵消耗的功率也为恒定值；

（4）MT60系统不存在电加热,如果蒸发温度比安全区域温度低,即使水温没有达到设定温度,也停止工作;ZR61系统保留电加热,如果热泵处于安全运行工况以外,则开启电加热,直至加热到所需温度。

在该假设下计算得到每日性能系数及年平均性能系数,处理分析可得图21，从图中可以看出,在同样的温度下,ZR61系统热泵COP比MT60高得多,即使考虑到某些天,由于气温过低,需要开启电加热,综合COP仍然比MT60系统高,对于ZR61系统,年平均COP为3.34,而MT60为2.90。

从目前市场价格来看,MT60压缩机的价格与ZR61压缩机加上36kW电加热的价格基本相当,即设备的初始投资费用是一样的,但是ZR61系统在西安地区的运行费用比MT60系统低15%左右。

图21两种方案性能系数比较

模拟结果结果表明,虽然ZR61系统保留了电加热器,但是电加热器每年开启的时间有限,而涡旋压缩机本身的性能比活塞压缩机优越,因此从一年的整体情况来看,采用ZR61压缩机的系统具有更好的节能效果。

所以,除了按照基本的热泵压缩机选型方法外,还应综合考虑系统工况和成本要求选择压缩机。

2.4太阳能热泵系统集热和蓄热部分的设计

2.4.1太阳能热泵系统集热部分

集热器是太阳能热泵系统中最重要的组成部分之一,其性能与成本对整个系统的运行有重要影响。

Cervantes.J.G对太阳能热泵系统能量进行了分析,发现不可逆损失主要在热泵的蒸发器中,减少集热蒸发器的能量损失可改善相应的热力学循环性能[9]。

目前国内的太阳能集热器主要有平板型集热器、全玻璃真空管集热器、热管式真空集热管和U形管式真空管集热器等。

在太阳能集热器的选型上,要合理确定供热工况,以取得投资运行的最佳效益。

在选定集热器型号后，集热器数目（面积）对系统的性能及投资均有直接影响，OmerComakli研究发现集热器数目从19增加到24时,COP最大值增加了34%,而投资增加了71%[10],故集热器最佳数目及最佳设计应通过投资量及系统的日均性能的优化过程计算。

国内东华大学蒲学胜等人依照非直膨式太阳能热泵热水系统对此进行了一定的研究，下面对其研究作简要说明。

（1）基本原理

非直膨式太阳能热泵热水系统的原理图如图22所示系统的集热环路与热泵的蒸发器串联，太阳能集热器收集的热量通过集热环路供给蒸发器，以提高蒸发器侧的热源温度，提高热泵的COP，从冷凝器出来的制冷剂经过膨胀阀节流到集热水箱中的蒸发器，在吸收集热水箱中水的热量后汽化，然后再进入压缩机压缩后变为高温高压的气体，进入冷凝器放热，通过冷凝器将热量传递给生活热水箱中的水[11]。

图22非直膨式太阳能热泵热水系统原理图

（2）模拟结果及分析

图23所示的是不同集热水箱体积下系统运行能耗随集热器面积的变化关系，由图23可以看出随着集热器面积的增加，系统的运行能耗Wele越来越小，但减小越来越缓慢，当集热器由2m2增加到4m2时，系统能耗减少了36.4%，由4m2增加到6m2时，系统能耗只减少了21.5%。

需要指出的是集热器面积的增加虽然会明显减小系统能耗损失，在实际情况中会相应提高系统的初投资。

集热水箱的体积由0.5m3增加至0.8m3时减少的系统能耗明显少于由0.2m3增加至0.5m3时减少的系统能耗。

这是由于系统集热水箱增大到0.5m3时，集热水箱存储的太阳能总量受集热器面积的影响[11]。

图23不同集热水箱体积下系统运行能耗随集热器面积的变化

2.4.2太阳能热泵系统蓄热部分

在太阳能热泵系统中设置蓄热器的主要目的是储存从集热器获得的低位热量,以弥补太阳能间歇、不稳定的缺点。

同时设置蓄热器可使热泵机组的容量减小,节省设备投资,还可以增大热泵的开、停时间间隔,保证机组的运行效率。

由此可见,蓄热在太阳能热泵系统中所起的作用,不论从供热还是从经济的角度来看,都比一般系统大得多[12]。

（1）蓄热原理

集热介质在太阳能集热器中得到由集热板吸收的太阳辐射能后,流入蓄热器中的换热盘管,通过热交换把部分热量传递给蓄热介质,而蓄热介质则在良好的保温条件下将这部分热量储存起来;当需要用热时,可利用另一种温度较低的（也可以是同一种）载热介质流经换热盘管,把所储存的热量提取出来输送给热泵或用热设备。

蓄热器中也可以不使用换热盘管,直接使集热介质流入蓄热器并储存起来,需要时直接从蓄热器中汲取集热介质加以利用。

太阳能热泵系统中典型的蓄热以及整个蓄热和取热过程如图24所示[12]。

图24太阳能热泵系统中的蓄热及取热过程

图24（a）中,与集热器直接相连的为低温蓄热器。

集热器将载热流体加热后将热量储存在蓄热器中,热泵机组从蓄热器中吸收热量,将温度提升,向房间供热。

这种蓄热方式的最大特点是蓄热温度较低,热损失小,对于隔热措施的要求不高,结构也比较简单,但温度不稳定。

图24（b）中,系统除了设置与集热器直接相连的低温蓄热器,还设置高温蓄热器,即热泵将温度提升后,把热量储存在高温蓄热器中,由高温蓄热器向房间供热。

这种蓄热方式的特点是供热温度稳定,热泵机组运行平稳,但为了所储存的热量在整个蓄热时间内能保持所需的热级,就必须采用良好的隔热措施,系统造价也相应提高。

图24（c）中,热泵机组直接从集热器中吸收热量,将温度提升后把热量储存在高温蓄热器中,再由高温蓄热器向房间供热。

这种蓄热方式的特点是热泵机组蒸发器端受太阳辐射热影响较大,因此机组工作不稳定,且高温蓄热器保温措施要好,系统造价比图24（a）所示方式要大,但高温端向房间供热比较稳定。

（2）蓄热分类

按蓄热方式分为显热蓄热和潜热蓄热（相变蓄热），显热蓄热即利用蓄热介质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）热量的性质来实现蓄热。

其中,又分为液体（特别是水）显热蓄热和固体（如岩石、沙土等）显热蓄热。

显热蓄热材料利用材料的温度变化储存显热,由于可以采用直接接触式换热,因而蓄放热过程比较简单,是早期应用较多的蓄热材料。

显热材料大部分可从自然界直接获得,价格低廉。

属于这类材料的有水、岩石、鹅卵石、土壤等。

选择的显热蓄热材料应满足一下要求：

比热容大,密度大,价格低廉,有良好的热稳定性,对容器无腐蚀作用,无毒无爆炸燃烧危险,容易得到。

潜热蓄热（相变蓄热）利用蓄热介质发生相变时需要吸收（或放出）大量热量的性质来实现蓄热。

可利用的潜热又分为凝结热和凝固热两种。

相变蓄热材料是利用物质在相变过程中发生的相变热来进行热量的储存和利用。

在相变过程中,材料从环境中吸热,反之向环境中放热,在物理状态或化学成分发生变化时可储存或释放的能量为相变热。

材料按相变形式分为液-气、固-气、液-液、固-液、固-固5种,只有固-液、固-固有应用价值[13]。

相变蓄热材料特别适宜贮存温度变化范围小的热量,而这时如果用单相蓄热材料,则需要的质量和容积就庞大多了。

相变只在一定温度条件下发生,因此所采用的相变蓄热材料应当在所蓄热量温度范围内有相变。

目前在各种蓄热方式中,液体显热蓄热是原理最简单、技术最成熟、材料来源最丰富、成本最低廉的一种,因而也是实际应用最早、推广使用最普遍的一种。

3太阳能热泵应用

3.1太阳能热泵技术的应用

太阳能热泵系统集热成本低、系统结构紧凑、能耗比高、应用范围广,国内外学者对其进行了大量的应用研究和推广工作。

近年来,日本、美国、瑞典、澳大利亚等发达国家实施了多项太阳能热泵示范工程,将太阳能热泵技术应用于宾馆、住宅、学校、医院、图书馆以及游泳馆等,都取得了一定的经济效益和良好的社会效益。

一些公司在太阳能热泵产品的产业化发展方面取得了成功,例如美国的SolarKing系列太阳能热泵供热设备以及澳大利亚的Quantum系列太阳能热泵热水器等就是比较典型的产品范例。

我国学者也在多个领域对太阳能热泵技术的应用开展了研究。

李郁武[4]、杨婷婷[3]等对直膨式太阳能热泵热水器进行了实验测试及经济性分析，